CN102794952A

CN102794952A - 一种具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP复合材料的制备方法

Info

Publication number: CN102794952A
Application number: CN2012102176428A
Authority: CN
Inventors: 李刚; 李鹏; 杨小平; 贾晓龙; 朱博
Original assignee: Changzhou Institute for Advanced Materials Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Shandong Guangxuan New Material Co.,Ltd.
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: CN102794952B

Abstract

本发明公开了一种具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP复合材料的制备方法，属于复合材料领域。其特征为：以CFRP预成型体贴附的可高速旋转辊筒作为静电纺丝的负极接收器，将具有高度取向MWNTs的热塑性工程塑料杂化纳米纤维毡或膜纺丝于预成型体上，所纺纳米纤维毡或膜相对于预成型体的树脂基体具有重量比例；将含有高度取向MWNTs的纳米纤维毡或膜的预成型体铺层，按照预成型体中树脂基体的工艺制度固化，制备同步增强增韧的CFRP复合材料。本发明工艺简单且复合材料结构可控，在较少的增强增韧组分含量下，复合材料的弯曲强度、模量以及II型层间断裂韧性

Description

一种具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP的制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

在未来的商务大飞机的设计中，为降低运营成本以及提高飞行的舒适度，采用轻质高强的先进复合材料是必然的发展趋势。碳纤维增强复合材料（CFRP）的制备有多种方法，传统的RTM技术相比，运用预成型体成型技术制备CFRP操作简单，可以精确控制树脂基体组份，制备复杂形状的制品，而且具有孔隙率低的优势。

为兼顾高损伤容限和优良的预成型体的工艺特性，中国专利（ZL01100981.0）提出了一种“离位”增韧的技术，将复相增韧技术中的增韧相从基体中分离，单独与增强相复合，在不改变原有热固性预浸料的工艺特点，并保持其面内力学性能不变的同时，提高了复合材料的冲击损伤阻抗。但是由于增韧组分的加入，在提高CFRP韧性的同时，往往以降低复合材料的耐热性为代价。中国专利（200510027914.8）将功能无机纳米粒子分散到聚合物溶液中，通过静电纺丝制备了纳米纤维无纺布，将纳米纤维膜插入到复合材料的层间，制备了功能性夹层复合材料。然而由于无纺布中纤维的无序性，复合材料的增强效果是有限的。

作为轻量化结构材料的理想增强相碳纳米管，近年来备受关注。然而碳纳米管增强CFRP复合材料的机械性能远未达到其理论预测值，除碳纳米管在树脂基体中分散性以及与树脂基体的界面结合力较差以外，另一个主要原因是在树脂基体中获得高度取向的碳纳米管十分困难。碳纳米管的表面官能化可以改善其在树脂中的分散与界面性能，采用预分散或取向的方法可以提高碳纳米管在树脂基体中的取向度。通过静电纺丝技术可以将聚合物-聚合物复合、聚合物-无机金属粒子或聚合物无机非金属粒子复合，获得同时具有两种或多种组份优异性质的高性能杂化纳米纤维，而且通过旋转辊筒接收的方式可以进一步提高纳米纤维的取向度，有助于提高碳纳米管在树脂基体中的分散性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是利用具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维膜同步增强增韧CFRP复合材料，从层间增强增韧的方法上真正解决碳纤维复合材料的增强增韧难题，解决了传统增韧方法导致CFRP复合材料强度、模量和耐热性降低的不足，同时提供了工艺简单具有可操作性的新方法，对实现CFRP同步增强增韧具有实际的应用价值。

本发明的同步增强增韧CFRP复合材料的制备方法是以碳纤维预成型体贴附的高速旋转辊筒作为静电纺丝的接收器，获得具有高度取向MWNTs的杂化热塑性工程塑料纳米纤维毡或者膜，作为增强增韧组分铺设于预成型体的层间，在预成型体的树脂基体固化过程中通过杂化纳米纤维毡或膜的反应诱导相分离以及纳米纤维的“痕迹”效应来实现同步增强增韧效果，制备一种高强高韧的CFRP复合材料。

所述增强增韧复合材料的增强增韧效果是以表面官能化提高碳纳米管与树脂基体的界面结合，通过热塑性塑料的纳米纤维在树脂基体固化过程中形成的热塑性塑料微球，以及直接高度取向的MWNTs在杂化纳米纤维溶解后依然沿纳米纤维的“痕迹”方向高度取向，并同热塑性塑料微球间的不同存在方式和形态，提高碳纳米管的均匀分散来实现的。

本发明的具有高度取向的MWNTs杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP复合材料的制备方法包括下列步骤：

（1）首先将MWNTs纯化，再采用混酸将MWNTs羰基化，然后利用聚合物对MWNTs进行表面官能化，以提高MWNTs在静电纺丝溶液以及CFRP树脂基体中的分散性。

（2）采用静电纺丝方法制备具有高取向度MWNTs的杂化热塑性工程塑料纳米纤维，将贴附碳纤维预成型体的可高速转动辊筒作为静电纺丝的接收器，直接将杂化纳米纤维纺丝于预浸料上，形成纳米纤维毡或膜；杂化纳米纤维的直径为50nm-1000nm之间，控制杂化纳米纤维毡或膜中碳纳米管的质量份数为0-20％，控制杂化纳米纤维毡或膜相对于碳纤维预成型体中树脂基体的质量份数为1-5％；

（3）重复上述步骤（2），得到多层含有纳米纤维毡或者膜的碳纤维预成型体，然后将其铺层，按照预成型体中树脂基体的工艺制度固化，制备同步增强增韧的CFRP复合材料板材。

所述步骤（1）中对MWNTs进行表面官能化所用的聚合物为聚酯、聚脲、环氧树脂、聚乙二醇、聚酰亚胺的一种或者几种。

所述步骤（2）中具有高度取向MWNTs的杂化热塑性工程塑料的纳米纤维，其中热塑性工程塑料为聚酯、聚酰胺、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚酮工程塑料的一种或者几种；热塑性工程塑料溶解于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙酮、二氯甲烷、三氯乙烷、二甲基亚砜、四氢呋喃一种或几种溶剂中，制成溶液后静电纺丝。

所述碳纤维预成型体为单向碳纤维的预浸料；经编、纬编及其轴向或多向碳纤维增强预浸料；二维两向或二维三向编织物的碳纤维预浸料。

所述碳纤维预成型体中的树脂基体为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、乙烯基酯树脂之一。

本发明的优点：

本发明利用碳纤维预成型体的易加工性及碳纤维的良好导电性能，将预成型体直接贴附的高速旋转辊筒上作为静电纺丝接收器，制备分散性良好且具有高度取向MWNTs的杂化热塑性工程塑料纳米纤维，杂化纳米纤维毡或者膜在预成型体的树脂基体层间发生原位诱导相分离，形成均匀分布的热塑性塑料微球；同时由于纳米纤维的“痕迹”效应，高度取向的MWNTs保持了原有的取向度且在预成型体层间良好分散，实现了CFRP复合材料的同步增强增韧。本发明可以简化工艺操作，便于设计和控制CFRP复合材料的微观结构，重要的是提出了同步增强增韧CFRP复合材料的新思路。

利用分散性良好的具有高度取向MWNTs的杂化热塑性工程塑料纳米纤维同步增强增韧CFRP复合材料，可以在较少的增强增韧组分含量下使CFRP复合材料的弯曲强度、模量以及II型层间断裂韧性显著提高，本发明中不同含量高度取向MWNTs的杂化聚砜杂化纳米纤维与同步增强增韧CFRP预浸料与无规取向MWNTs的杂化聚砜杂化纳米纤维增强增韧CFRP预浸料的弯曲强度、模量以及II型层间断裂韧性对比列于下表中。

附图说明：

图1是本发明在CFRP预成型体上直接制备高度取向MWNTs的杂化聚砜纳米纤维膜装置示意图。

图2是高度取向MWNTs的杂化聚砜纳米纤维膜扫描电镜照片。

图3是MWNTs杂化聚砜纳米纤维同步增强增韧CFRP复合材料II型层间断裂韧性样条的断面电镜照片。

具体实施方式：

按照图1所示，首先将CFRP预成型体裁剪成合适尺寸，贴附于高速转动的辊筒表面作为静电纺丝装置的负极接收器；将高度取向的MWNTs的杂化热塑性工程塑料纳米纤维直接纺丝于预成型体上，形成1层杂化纳米纤维毡或者膜；重复上述步骤，得到多层含有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维毡或者膜的预成型体，然后铺层，按照预成型体中树脂基体的工艺制度固化，制备成同步增强增韧的CFRP复合材料。其中关键步骤为碳纳米管官能化以及静电纺丝，利用混酸及聚合物对碳纳米管表面接枝改性，纺丝前首先将热塑性工程塑料于高温下真空烘箱干燥，然后将改性后的碳纳米管与热塑性塑料分散于合适的溶剂制成溶液。最后将纳米纤维膜接收于直接贴附于高速转动辊筒表面的碳纤维预成型体上，碳纳米管的含量是通过纺丝液配置时加入纺丝液的改性碳纳米管质量计算得出，纳米纤维的含量是通过纺丝前后碳纤维预成型体的重量计算得出。

实施例1：

选取商业化碳纤维/环氧树脂预成型体，按140mm×90mm的尺寸裁剪成24块，按80mm×80mm的尺寸裁剪成16块。选取深圳纳米港有限公司的MWNTs（纯度＞95％，直径5-15nm，长度0.5-500μm），经混酸（硫酸硝酸体积比为1∶3）处理后接枝环氧树脂单体小分子。聚砜（PSF）选取AMOCO.公司的P-1700，经真空干燥后，与改性后的碳纳米管混溶于N-N’二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶剂，配制成浓度为25wt％的溶液，其中碳纳米管质量分数为5wt％。如附图1所示，在电压为19KV，流速为0.8mL/h，辊筒转速为10m/s，到接收器的距离为15cm的条件下，将聚砜溶液直接纺丝于预成型体上。所制备纳米纤维的直径为100-500nm，纳米纤维的质量份数为1.0％。然后将24层140mm×90mm尺寸预成型体平铺，其中12层与13层之间铺入40mm长的聚四氟乙烯膜（厚度50μm）作为预裂纹（该预裂纹并非制备增韧的复合材料需要的层，只是为了在II型层间断裂韧性测试中得到预制裂纹，实际产品中没有该层。以下的实施例相同）。最后按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/1h的固化工艺在平板硫化机上加压固化，压力为6MPa。压制板材的厚度为2.3mm，板材切割成140mm×25mm，再制作成三点弯曲试样，可测试II型层间断裂韧性

具体为0.78KJ/m²。将16层80mm×80mm尺寸预成型体平铺，按照上述工艺模压成板材，压制板材的厚度为2mm，板材切割成80×6mm的试样，可测试弯曲强度、弯曲模量和动态热机械性能，弯曲强度为1458MPa，弯曲模量为119GPa，玻璃化转变温度为267℃。

对比例1：

选取商业化碳纤维/环氧树脂预成型体，按140mm×90mm的尺寸裁剪成24块，按80mm×80mm的尺寸将预浸料裁剪成16块。聚砜（PSF）选取AMOCO.公司的P-1700，经真空干燥后，溶于N-N’二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶剂，配成浓度为25％的聚砜溶液。如附图1所示，在电压为19KV，流速为0.8mL/h，辊筒转速为10m/s，到接收器的距离为15cm的条件下，将聚砜溶液直接纺丝于预成型体上。所制备纳米纤维的直径为100-500nm，纳米纤维的重量含量为1.0％。然后将24层140mm×90mm尺寸预成型体平铺，其中12层与13层之间铺入40mm长的聚四氟乙烯膜（厚度50μm）作为预裂纹。最后按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/1h的固化工艺在平板硫化机上加压固化，压力为6MPa。压制板材的厚度为2.3mm，板材切割成140mm×25mm，再制作成三点弯曲试样，可测试II型层间断裂韧性具体为0.42KJ/m²。将16层80mm×80mm尺寸预成型体平铺，按照上述工艺模压成板材，压制板材的厚度为2mm，板材切割成80mm×6mm的试样，可测试弯曲强度、弯曲模量和动态热机械性能，弯曲强度为1200MPa，弯曲模量为102GPa，玻璃化转变温度为268℃。

对比例2：

选取商业化碳纤维/环氧树脂预成型体，按140mm×90mm的尺寸裁剪成24块，按80mm×80mm的尺寸裁剪成16块。选取深圳纳米港有限公司的MWNTs（纯度＞95％，直径5-15nm，长度0.5-500μm），经混酸（硫酸硝酸体积比为1∶3）处理后接枝环氧树脂单体小分子。聚砜（PSF）选取AMOCO.公司的P-1700，经真空干燥后，与改性碳纳米管混溶于N-N’二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶剂，配制成浓度为25wt％的溶液，其中碳纳米管质量份数为5wt％。在电压为19KV，流速为0.8mL/h，到接收器的距离为15cm的条件下，将CFRP平铺于铁板接收装置上，利用平板接收将聚砜溶液直接纺丝于预成型体上。所制备纳米纤维的直径为100-500nm，纳米纤维的重量含量为1.0％。然后将24层140mm×90mm尺寸预成型体平铺，其中12层与13层之间铺入40mm长的聚四氟乙烯膜（厚度50μm）作为预裂纹。最后按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/1h的固化工艺在平板硫化机上加压固化，压力为6MPa。压制板材的厚度为2.3mm，板材切割成140mm×25mm，再制作成三点弯曲试样，可测试II型层间断裂韧性

具体为0.65KJ/m²。将16层80mm×80mm尺寸预成型体平铺，按照上述工艺模压成板材，压制板材的厚度为2mm，板材切割成80×6mm的试样，可测试弯曲强度、弯曲模量和动态热机械性能，弯曲强度为1346MPa，弯曲模量为111GPa，玻璃化转变温度为264℃。

实施例2：

选取商业化碳纤维/环氧树脂预成型体，按140mm×90mm的尺寸裁剪成24 块，按80mm×80mm的尺寸裁剪成16块。选取深圳纳米港有限公司的MWNTs（纯度＞95％，直径5-15nm，长度0.5-500μm），经混酸（硫酸硝酸体积比为1∶3）处理后接枝环氧树脂单体小分子。聚砜（PSF）选取AMOCO.公司的P-1700，经真空干燥后，与改性后的碳纳米管混溶于N-N’二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶剂，配制成浓度为25wt％的溶液，其中碳纳米管质量分数为10wt％。如附图1所示，在电压为19KV，流速为0.8mL/h，辊筒转速为10m/s，到接收器的距离为15cm的条件下，将聚砜溶液直接纺丝于预成型体上。所制备纳米纤维的直径为100-400nm，纳米纤维的质量份数为1.0％。然后将24层140mm×90mm尺寸预成型体平铺，其中12层与13层之间铺入40mm长的聚四氟乙烯膜（厚度50μm）作为预裂纹。最后按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/1h的固化工艺在平板硫化机上加压固化，压力为6MPa。压制板材的厚度为2.3mm，板材切割成140mm×25mm，再制作成三点弯曲试样，可测试II型层间断裂韧性

具体为1.32KJ/m²。将16层80mm×80mm尺寸预成型体平铺，按照上述工艺模压成板材，压制板材的厚度为2mm，板材切割成80×6mm的试样，可测试弯曲强度、弯曲模量和动态热机械性能，弯曲强度为1670MPa，弯曲模量为124GPa，玻璃化转变温度为271℃。

实施例3：

选取商业化碳纤维/环氧树脂预成型体，按140mm×90mm的尺寸裁剪成24块，按80mm×80mm的尺寸裁剪成16块。选取深圳纳米港有限公司的MWNTs（纯度＞95％，直径5-15nm，长度0.5-500μm），经混酸（硫酸硝酸体积比为1∶3）处理后接枝环氧树脂单体小分子。聚砜（PSF）选取AMOCO.公司的P-1700，经真空干燥后，与改性后的碳纳米管混溶于N-N’二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶剂，配制成浓度为25wt％的溶液，其中碳纳米管质量分数为15wt％。如附图1所示，在电压为19KV，流速为0.8mL/h，辊筒转速为10m/s，到接收器的距离为15cm的条件下，将聚砜溶液直接纺丝于预成型体上。所制备纳米纤维的直径为50-350nm，纳米纤维的质量份数为1.0％。然后将24层140mm×90mm尺寸预成型体平铺，其中12层与13层之间铺入40mm长的聚四氟乙烯膜（厚度50μm）作为预裂纹。最后按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/1h的固化工艺在平板硫化机上加压固化，压力为6MPa。压制板材的厚度为2.3mm，板材切割成140mm×25mm，再制作成三点弯曲试样，可测试II型层间断裂韧性

具体为1.27KJ/m²。将16层80mm×80mm尺寸预成型体平铺，按照上述工艺模压成板材，压制板材的厚度为2mm，板材切割成80×6mm的试样，可测试弯曲强度、弯曲模量和动态热机械性能，弯曲强度为1800MPa，弯曲模量为142GPa，玻璃化转变温度为272℃。

实施例4：

选取商业化碳纤维/环氧树脂预成型体，按140mm×90mm的尺寸裁剪成24块，按80mm×80mm的尺寸裁剪成16块。选取深圳纳米港有限公司的MWNTs（纯度＞95％，直径5-15nm，长度0.5-500μm），经混酸（硫酸硝酸体积比为1∶3）处理后接枝环氧树脂单体小分子。聚砜（PSF）选取AMOCO.公司的P-1700，经真空干燥后，与改性后的碳纳米管混溶于N-N’二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶剂，配制成浓度为25wt％的溶液，其中碳纳米管质量分数为20wt％。如附图1所示，在电压为19KV，流速为0.8mL/h，辊筒转速为10m/s，到接收器的距离为15cm的条件下，将聚砜溶液直接纺丝于预成型体上。所制备纳米纤维的直径为50-300nm，纳米纤维的质量份数为1.0％。然后将24层140mm×90mm尺寸预成型体平铺，其中12层与13层之间铺入40mm长的聚四氟乙烯膜（厚度50μm）作为预裂纹。最后按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/1h的固化工艺在平板硫化机上加压固化，压力为6MPa。压制板材的厚度为2.3mm，板材切割成140mm×25mm，再制作成三点弯曲试样，可测试II型层间断裂韧性

具体为1.19KJ/m²。将16层80mm×80mm尺寸预成型体平铺，按照上述工艺模压成板材，压制板材的厚度为2mm，板材切割成80×6mm的试样，可测试弯曲强度、弯曲模量和动态热机械性能，弯曲强度为1899MPa，弯曲模量为156GPa，玻璃化转变温度为275℃。

实施例5：

选取商业化碳纤维/环氧树脂预成型体，按140mm×90mm的尺寸裁剪成24块，按80mm×80mm的尺寸裁剪成16块。选取深圳纳米港有限公司的MWNTs（纯度＞95％，直径5-15nm，长度0.5-500μm），经混酸（硫酸硝酸体积比为1∶3）处理后接枝环氧树脂单体小分子。聚醚砜（PES）选取吉林大学提供的产品，经真空干燥后，与改性后的碳纳米管混溶于N-N’二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶剂，配制成浓度为25wt％的溶液，其中碳纳米管质量分数为5wt％。如附图1所示，在电压为19KV，流速为0.8mL/h，辊筒转速为10m/s，到接收器的距离为15cm的条件下，将聚砜溶液直接纺丝于预成型体上。所制备纳米纤维的直径为200-700nm，经称重计算，纳米纤维的质量份数为5.0％。然后将24层140mm×90mm尺寸预成型体平铺，其中12层与13层之间铺入40mm长的聚四氟乙烯膜（厚度50μm）作为预裂纹。最后按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/1h的固化工艺在平板硫化机上加压固化，压力为6MPa。压制板材的厚度为2.3mm，板材切割成140mm×25mm，再制作成三点弯曲试样，可测试II型层间断裂韧性

具体为1.82KJ/m²。将16层80mm×80mm尺寸预成型体平铺，按照上述工艺模压成板材，压制板材的厚度为2mm，板材切割成80×6mm的试样，可测试弯曲强度、弯曲模量和动态热机械性能，弯曲强度为1453MPa，弯曲模量为148GPa，玻璃化转变温度为268℃。

实施例6：

选取商业化碳纤维/双马树脂预成型体，按140mm×90mm的尺寸裁剪成24块，按80mm×80mm的尺寸裁剪成16块。选取深圳纳米港有限公司的MWNTs（纯度＞95％，直径5-15nm，长度0.5-500μm），经混酸（硫酸硝酸体积比为1∶3）处理后接枝环氧树脂单体小分子。聚醚酰亚胺（PEI）选取GE公司的产品，经真空干燥后，与改性后的碳纳米管混溶于二氯甲烷以及三氯甲烷的混合溶剂中，配制成浓度为25wt％的溶液，其中碳纳米管质量分数为5wt％。如附图1所示，在电压为19KV，流速为0.8mL/h，辊筒转速为10m/s，到接收器的距离为15cm的条件下，将聚砜溶液直接纺丝于预成型体上。所制备纳米纤维的直径为300-1000nm，经称重计算，纳米纤维的质量份数为2.0％。然后将24层140mm×90mm尺寸预成型体平铺，其中12层与13层之间铺入40mm长的聚四氟乙烯膜（厚度50μm）作为预裂纹。最后按照180℃/2h+200℃/4h的固化工艺在平板硫化机上加压固化，压力为10MPa。压制板材的厚度为2.3mm，板材切割成140mm×25mm，再制作成三点弯曲试样，可测试II型层间断裂韧性

具体为0.88KJ/m²。将16层80mm×80mm尺寸预成型体平铺，按照上述工艺模压成板材，压制板材的厚度为2mm，板材切割成80×6mm的试样，可测试弯曲强度、弯曲模量和动态热机械性能，弯曲强度为1699MPa，弯曲模量为126MPa，玻璃化转变温度为276℃。

Claims

1.一种具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维膜增强增韧CFRP复合材料的制备方法，其特征为，包括以下步骤：

（2）采用静电纺丝方法制备具有高取向度MWNTs的杂化热塑性工程塑料纳米纤维，将贴附碳纤维预成型体的可高速转动辊筒作为静电纺丝的接收器，直接将杂化纳米纤维纺丝于预浸料上，形成纳米纤维毡或膜；杂化纳米纤维的直径为50nm-1000nm之间，控制杂化纳米纤维毡或膜中碳纳米管的质量份数为0-20%，控制杂化纳米纤维毡或膜相对于碳纤维预成型体中树脂基体的质量份数为1-5%；

2.根据权利要求1所述的具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中对MWNTs进行表面官能化所用的聚合物为聚酯、聚脲、环氧树脂、聚乙二醇、聚酰亚胺的一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的具有高取向度MWNTs的杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中具有高度取向MWNTs的杂化热塑性工程塑料的纳米纤维，其中热塑性工程塑料为聚酯、聚酰胺、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚酮工程塑料的一种或者几种；热塑性工程塑料溶解于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙酮、二氯甲烷、三氯乙烷、二甲基亚砜、四氢呋喃一种或几种溶剂中，制成溶液后静电纺丝。

4.根据权利要求1所述的具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP的制备方法，其特征在于：所述碳纤维预成型体为单向碳纤维的预浸料；经编、纬编及其轴向或多向碳纤维增强预浸料；二维两向或二维三向编织物的碳纤维预浸料。

5.根据权利要求1所述的具有高度取向MWNTs的杂化纳米纤维同步增强增韧CFRP的制备方法，其特征在于：所述碳纤维预成型体中的树脂基体为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、乙烯基酯树脂之一。